Tunnelwand

Die Tunnelwand bildet die sicht- und nutzbare Innenfläche eines Tunnels. Sie ist mehr als eine Oberfläche: Als tragendes und schützendes Bauteil übernimmt sie Lastabtragung, Abdichtung, Brandschutz und gewährleistet Dauerhaftigkeit. In Bau, Betrieb, Instandsetzung und beim selektiven Rückbau stehen an der Tunnelwand präzise, kontrollierte Eingriffe im Vordergrund. Hier kommen – je nach Aufgabenstellung – Verfahren des Betonabbruchs ohne Sprengen und Werkzeuge wie Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräte zusammen mit leistungsfähigen Hydraulikaggregaten im Tunnel in den typischen Einsatzbereichen Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden sowie Felsabbruch und Tunnelbau zum Tragen.

Definition: Was versteht man unter Tunnelwand

Unter einer Tunnelwand versteht man die innere Schale eines Tunnelbauwerks. Sie kann als temporäre Primärschale (meist Spritzbeton) oder als dauerhafte Innenschale ausgeführt sein: als Ortbetongewölbe, als Halbschale mit Gewölbestützen oder als segmentierte Tübbingschale hinter einer Tunnelbohrmaschine. Die Tunnelwand überträgt Gebirgs- und Erddrücke, nimmt Verkehrslasten indirekt über das Lichtraumprofil auf, schützt vor Wasserzutritt und erfüllt Anforderungen an Brandschutz, Lärm- und Schwingungsminderung sowie an eine gleichmäßige Luftströmung. Je nach Bauweise besteht der Wandaufbau aus Tragbeton, Abdichtung (Membran oder WU-Konstruktion), Drainage, Fugenbändern und gegebenenfalls zusätzlichen Brandschutzschichten. Im Lockergestein steht die Abdichtung häufiger im Vordergrund; im Fels dominieren Tragwirkung, Spritzbetonausbau und bergmännische Sicherungsmittel.

Aufbau, Materialien und Bauweisen der Tunnelwand

Der Aufbau der Tunnelwand folgt der geotechnischen Situation, dem Bauverfahren und der angestrebten Nutzungsdauer. Wesentliche Bauweisen sind Spritzbeton-Primärschalen, Ortbeton-Innenschalen und segmentierte Tübbingauskleidungen. Häufig wird ein zweischaliger Aufbau mit Abdichtungsbahn zwischen Primär- und Innenschale gewählt. Bei hoch anstehendem Grundwasser oder aggressiven Medien hat die sichere Fugenabdichtung, die rissbreitenbegrenzte Bewehrung und die Drainageführung zentrale Bedeutung.

Werkstoffe und typische Schichten

In der Praxis haben sich verschiedene Materialkombinationen bewährt, die auf die Funktion der Tunnelwand abgestimmt sind und unterschiedliche Anforderungen an Verarbeitung, Baustellenlogistik und spätere Eingriffe stellen.

Spritzbeton-Primärschale

• Funktion: Sofortiger Ausbau, Sicherung gegen Nachfall, Lastumlagerung im Gebirge.
• Material: Spritzbeton (oft mit Stahlfasern), Gitterträger, Anker, Vernadelungen.
• Besonderheiten: Unregelmäßige Geometrie; für spätere Egalisierung sind Betonnacharbeiten oder Innenschalen notwendig.

Ortbeton-Innenschale

• Funktion: Dauerhafte, glatte Innenfläche mit definierter Trag- und Dichtigkeitsfunktion.
• Aufbau: Schalwagenbetonage, vorgesetzte Abdichtungsbahn mit Abstandhaltern, Fugenbänder, Bewehrung.
• Nacharbeit: Aussparungen, Nischen, Kabelkanäle und Entwässerungen werden hergestellt oder später kontrolliert eingebracht.

Tübbingschale

• Funktion: Segmentierte Innenauskleidung im Schild- und TBM-Vortrieb.
• Aufbau: Betonsegmente mit Dichtprofilen und Bolzen; gegebenenfalls Hinterfüllmörtel.
• Besonderheiten: Fugen- und Dichtkonzept ist zentrales Element der Gebrauchstauglichkeit.

Belastungen und Bemessungskriterien

Die Tunnelwand ist auf kombinierte Einwirkungen zu bemessen. Wesentliche Einwirkungen sind Gebirgs- bzw. Erddruck, hydrostatischer Druck, Temperaturbeanspruchungen, Schwinden und Kriechen, Erschütterungen sowie – im Brandfall – rasch ansteigende Temperaturen. Hieraus ergeben sich Anforderungen an Rissbreitenbegrenzung, Wasserdichtigkeit, Bewehrungsführung und Fugenabdichtung. In der Praxis wird in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit bemessen; im Betrieb ist das Riss- und Verformungsverhalten ebenso wichtig wie die Dauerhaftigkeit. Bei späteren Durchbrüchen oder Querschlägen ist die Umlagerung der Schnittgrößen in der Tunnelwand gezielt zu berücksichtigen.

Herstellung, Qualitätssicherung und Dokumentation

Die Herstellung folgt dem gewählten Vortriebs- und Ausbauverfahren. Bei Ortbeton-Innenschalen prägen Schalwagen, Betonageetappen, Fugen- und Membransysteme den Ablauf. Bei Tübbingen stehen Segmentproduktion, Logistik, Montage und Hinterfüllung im Vordergrund. Entscheidend sind eine kontrollierte Nachbehandlung des Betons, die dokumentierte Fugenabdichtung sowie die Prüfbarkeit der Dichtigkeit. Baubegleitende Messungen (Konvergenz, Setzungen, Wasserstände) liefern die Grundlage für die Bauteilbeurteilung.

Arbeitsschutz und Umweltschutz

• Staub- und Lärmminderung durch Absaugung, Sprühnebel und lärmreduzierten Gerätebetrieb.
• Minimierung von Erschütterungen – besonders bei sensiblen Bauwerken, Bestandsanlagen und in Betrieb befindlichen Tunneln.
• Medien- und Brandschutz: Geeignete Funkenvermeidung, Bereitschaft von Löschmitteln, geordnete Schlauch- und Kabelwege.
• Rechtliche Anforderungen sind projektspezifisch; maßgeblich sind anerkannte Regeln der Technik und die geltenden Vorschriften.

Rückbau, Öffnungen und Instandsetzung an der Tunnelwand

Im Lebenszyklus eines Tunnels sind Eingriffe an der Tunnelwand häufig: Nischen und Notausgänge, Querschläge, Kabel- und Technikräume, Sanierung schadhafter Bereiche oder Verstärkungsmaßnahmen. Unter beengten Verhältnissen sind kontrollierbare Verfahren gefragt, die zielgenau arbeiten, geringe Erschütterungen verursachen und das Umfeld schützen. Hier kommen – abhängig von Wanddicke, Bewehrungsanteil, Bauweise (Ortbeton oder Tübbing) und Zuläufen – Betonzangen, Stein- und Betonspaltgeräte, Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren sowie die dazugehörigen Hydraulikaggregate der Darda GmbH in den Einsatzbereichen Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden, Felsabbruch und Tunnelbau oder auch im Sondereinsatz zur Anwendung.

Vorgehen bei selektivem Betonabbruch

1. Bestand erfassen: Pläne, Ortbeton/Tübbing, Wanddicken, Bewehrungslage, Abdichtung, Leitungen und Kabeltrassen.
2. Ortung und Freilegen: Bewehrungs- und Leitungsortung, Markierung der Schnittkanten, Schutzmaßnahmen für Abdichtungen.
3. Vortrennen und Abgrenzen: Sägen, Kernbohren oder fräsen, um Sollbruchlinien zu definieren.
4. Abtrag: Einsatz von Betonzangen für das kontrollierte Abbrechen und Abbeißen; bei massiven Bereichen Ergänzung durch Stein- und Betonspaltgeräte, um Bauteile spannungsarm zu lösen.
5. Armierung trennen: Stäbe, Profile und Gitterträger mit Stahlscheren, Multi Cutters oder Kombischeren abtrennen.
6. Ausbau und Abtransport: Stückweiser Ausbau, Absturzsicherung, geordnete Logistik im Tunnel.
7. Nacharbeit: Kantenbearbeitung, Reprofilierung, Korrosionsschutz der freigelegten Bewehrung, Dichtanschlüsse herstellen.

Gezieltes Spalten statt Sprengen

Stein- und Betonspaltgeräte ermöglichen das Aufreißen dicker Betonschalen und das kontrollierte Absenken von Teilbereichen mit sehr geringen Erschütterungen. Im Tunnel ist dies besonders dann vorteilhaft, wenn Sprengungen nicht zulässig sind oder betriebliche Anlagen in unmittelbarer Nähe geschützt werden müssen. Die Spaltwirkung wird über Kernbohrungen eingebracht; die Lastumlenkung und die Reihenfolge der Spaltvorgänge sind im Arbeitsplan unbedingt festzulegen.

Betonzangen im Tunnel

Betonzangen eignen sich für den präzisen Abtrag von Spritzbeton, das Abbeißen von auskragenden Betonkanten und das Freilegen von Bewehrung, ohne intakte Abdichtungen unnötig zu gefährden. Bei der Herstellung von Nischen oder beim Entfernen geschädigter Zonen lässt sich so schrittweise und vibrationsarm arbeiten.

Stahlanteile und Einbauten trennen

Im Tunnelinnenausbau treten Stahlanteile in Form von Bewehrung, Gitterträgern, Einbauteilen und Schienenprofilen auf. Für deren Rückbau kommen Stahlscheren, Kombischeren und Multi Cutters in Frage. In speziellen Sondereinsatz-Situationen – etwa beim Rückbau von unterirdischen Behältern in Betriebsräumen – sind Tankschneider eine Option, sofern die brandschutz- und arbeitsschutztechnischen Rahmenbedingungen dies zulassen.

Energieversorgung und Einsatzorganisation

Hydraulikaggregate versorgen die eingesetzten Werkzeuge mit der erforderlichen Energie. Im Tunnel sind dabei Platzbedarf, Abgasführung, Belüftung und die sichere Schlauchführung zu berücksichtigen. Die Einsatzplanung umfasst zusätzlich Materiallogistik, Wasserführung (Auffangen, Ableiten), Emissionsschutz und Fluchtwege.

Typische Schadensbilder an Tunnelwänden

• Risse infolge Temperatur, Schwinden oder Zwang; bei wasserbelasteten Bauwerken kritisch für die Dichtigkeit.
• Abplatzungen und Kiesnester, häufig an Kanten, Anprallzonen oder bei mangelhafter Verdichtung.
• Wassereintritte, Sinter- und Ausblühungsbildungen (Calciumcarbonat) an Fugen oder Fehlstellen.
• Bewehrungskorrosion durch Karbonatisierung oder Chlorideintrag, erkennbar an Rostfahnen und Abplatzungen.
• Brandschäden (Abplatzungen, Gefügeänderungen), Ablösungen von Brandschutzschichten.
• Alkali-Kieselsäure-Reaktion mit Netzrissen und Gefügeschäden.

Instandsetzungsverfahren und Verstärkungen

Die Wahl des Verfahrens richtet sich nach Schadensursache, Bauweise und Betriebsbedingungen. Grundsätzlich gilt: Schadhafte Bereiche sind bis auf tragfähigen Untergrund zurückzuarbeiten, dauerhaft zu reaktivieren und so auszuführen, dass die Dichtigkeit und Tragfähigkeit wiederhergestellt wird.

Verfahren im Überblick

• Rissverpressung mit geeigneten Injektionsstoffen zur Wiederherstellung der Verbundwirkung und Dichtigkeit.
• Reprofilierung und Betonersatz mit abgestimmten Mörteln; Oberflächenvorbereitung häufig mit Betonzangen und nachfolgendem Strahlen.
• Verstärkung über zusätzliche Spritzbetonschichten, Ankerergänzungen oder faserverstärkte Lagen; Fugenabdichtung erneuern.
• Segmentinstandsetzung (Tübbinge): Fugenabdichtung, Bolzenersatz, lokale Betonergänzung, Injektion in Hinterfüllräume.
• Öffnungen und Querschläge: Kombiniertes Vorgehen aus Vortrennen, Stein- und Betonspaltgeräte und Armierungsschnitt, anschließend dauerhafte Auskleidung und Dichtung.

Betrieb, Inspektion und Monitoring

Regelmäßige Begehungen und Messprogramme (Konvergenz, Feuchte, Leckagen) sichern den ordnungsgemäßen Zustand der Tunnelwand. Entwässerungseinrichtungen sind instand zu halten; kleinste Undichtigkeiten werden frühzeitig instandgesetzt, um Folgeschäden zu vermeiden. Die Dokumentation der Eingriffe – auch kleinerer Rückbaumaßnahmen mit Betonzangen oder Spaltgeräten – ist Bestandteil eines systematischen Erhaltungsmanagements.

Besondere Situationen in Fels- und Lockergestein

Im Felsbau übernimmt die Spritzbeton-Primärschale gemeinsam mit Ankern die tragende Funktion; die Innenschale sorgt für Gleichmäßigkeit, Dichtigkeit und Schutz. In Lockergestein dominieren Abdichtung und Drainage. Bei nachträglichen Arbeiten an der Tunnelwand – beispielsweise bei Geländeüberbauungen oder beim Herstellen von Querschlägen – kann kontrolliertes Spalten die Einwirkung auf das Gebirge reduzieren. Techniken, die aus der Natursteingewinnung stammen (gezieltes Spalten), sind dabei als schonende Option erprobt und werden in Felsabbruch und Tunnelbau an die Rahmenbedingungen im Untergrund angepasst.

Planung von Eingriffen an der Tunnelwand

Ein strukturiertes Vorgehen erhöht Sicherheit und Qualität. Die folgenden Punkte sind bewährt:

• Schadens- und Bauwerksanalyse, Festlegung von Schutzgütern (Abdichtung, Tragwirkung, Betrieb).
• Arbeits- und Rettungswege, Lüftungskonzept, Wasserhaltung und Emissionsschutz definieren.
• Wahl der Verfahren und Werkzeuge: Betonzangen für selektiven Abtrag, Stein- und Betonspaltgeräte für erschütterungsarme Trennungen, Scheren für Stahlanteile, Hydraulikaggregate passend dimensionieren.
• Probefeld und stufenweises Vorgehen zur Verifizierung der Annahmen.
• Überwachung, Dokumentation und Abnahme nach anerkannten Regeln der Technik.